Intramolekulare Triplett‐Diffusion erleichtert die Triplett‐Dissoziation in einem Pentacen‐Hexamer

Abstract

AbstractDie Triplett‐Dynamik bei der Singulettspaltung hängt stark von der Stärke der elektronischen Kopplung ab. Kovalente Systeme in Lösung bieten eine präzise Kontrolle über solche Kopplungen. Dennoch bleibt die effiziente Erzeugung freier Triplett‐Zustände in den meisten Systemen schwer fassbar, da das intermediäre Triplett‐Paar 1(T1T1) aufgrund seiner räumlichen Begrenzung anfällig für Triplett‐Triplett‐Annihilation ist. Im Festkörper unterstützt die durch Entropie angetriebene Triplett‐Diffusion die räumliche Trennung der Triplett‐Zustände, was zu vermehrten Bildung freier Triplett‐Zustände führt. Einfluss auf die elektronische Kopplung im Festkörper zu nehmen ist jedoch herausfordernd, da sie sich mit der Anordnung der Moleküle im Festkörper ändert.. Daher haben wir ein hexameres System (HexPnc) entwickelt, um eine festkörperähnliche Triplett‐Diffusion auf molekularer Ebene zu ermöglichen. Dieses System besteht aus drei Pentacen‐Dimeren, die kovalent an ein zentrales Subphthalocyanin gebunden sind. Transiente Absorptionsspektroskopie, ergänzt durch theoretische Strukturoptimierungen und stationäre Spektroskopie, zeigt, dass die Triplett‐Diffusion tatsächlich durch intramolekulare Clusterbildung erleichtert wird. Die Ausbildung freier Triplett‐Zustände in HexPnc ist im Vergleich zum entsprechenden dimeren Referenzsystem (DiPnc) bis zu 14‐mal höher. Somit etabliert HexPnc entscheidende Designaspekte für die effiziente Triplett‐Dissoziation in stark gekoppelten Systemen, indem es Wege für die diffusive Trennung von 1(T1T1) aufzeigt. Gleichzeitig wird jedoch eine starke interchromophore Kopplung beibehalten, die die schnelle Bildung von 1(T1T1) nicht einschränkt.